(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光ドラムを帯電バイアスを用いて帯電させる帯電装置と、該帯電した前記感光ドラムを露光画像に基づいて露光する露光装置と、当該露光によって得られた静電潜像を現像バイアスを用いてトナー像に現像する現像装置と、当該トナー像を所定の記録媒体に転写する転写部とを備えた電子写真方式の画像形成装置であって、
第１の周波数ｆ1の帯電用交流バイアスＴと第２の周波数ｆ2の現像用交流バイアスＧとを生成する交流バイアス発生回路と、
帯電用直流バイアスと現像用直流バイアスとを生成する直流バイアス生成回路と、
前記帯電用直流バイアスと前記帯電用交流バイアスＴとを合成して前記帯電バイアスを生成する帯電バイアス生成回路と、
前記現像用直流バイアスと前記現像用交流バイアスＴとを合成して前記現像バイアスを生成する現像バイアス生成回路と、
前記感光体における帯電用交流バイアスＴと現像用交流バイアスＧとの干渉波を検出する干渉波検出手段と、
前記干渉波に起因する干渉縞を抑制する縞状の補正画像を生成する補正画像生成部と、
前記補正画像と形成対象画像とを合成して前記露光画像を生成する露光画像生成部と、
該干渉波検出手段の検出結果に基づいて前記補正画像生成部に補正画像生成指示信号を出力する制御部とを具備し、
前記干渉波検出手段は、前記感光ドラムの内周面とＧＮＤとの間に挿入された抵抗器と、該抵抗器の端子間電圧から帯電用交流バイアスＴと現像用交流バイアスＧとの差分周波数成分を抽出するフィルタとからなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
制御部から入力される切替信号に基づいて感光ドラムとＧＮＤとの間への抵抗器の挿入／非挿入を択一的に切り替えるスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
制御部は、画像形成に先立つ所定の計測時のみに感光ドラムとＧＮＤとの間に抵抗器を挿入するように切替信号をスイッチに出力することにより計測時のみに干渉波を検出させることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、周知のように、帯電装置によって帯電状態とされた感光ドラムの周面を書込み光で露光することにより感光ドラムの周面上に静電潜像を形成し、当該静電潜像をトナーで現像して得られたトナー像を用紙に転写することにより、当該用紙上にトナー像としての画像を形成するものである。
【０００３】
下記特許文献１には、このような電子写真方式の画像形成装置（電子写真装置）において、所定周波数（帯電バイアス周波数ｆｃ）の交流成分を含む帯電バイアスを用いて感光ドラムを帯電させると共に、上記帯電バイアスの周波数とは異なる周波数（現像バイアス周波数ｆｄ）の交流成分を含む現像バイアスを用いて感光ドラム上の静電潜像を現像するに際し、上記帯電バイアス周波数ｆｃと現像バイアス周波数ｆｄとの周波数差の干渉波によって画像上に生じる濃淡の縞が視覚的に目立たなくなるように、帯電バイアス周波数ｆｃ及び現像バイアス周波数ｆｄを最適設定する技術が開示されている。
また、下記特許文献２にも、上記濃淡の縞に相当する「すじむら」を軽減するために帯電バイアスの交流成分周波数と現像バイアスの交流成分周波数とを最適設定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２８９４４５号公報
【特許文献２】特許第３４８６６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記各従来技術では、帯電バイアス周波数ｆｃと現像バイアス周波数ｆｄとの周波数差に起因する濃淡の縞や「すじむら」、つまり帯電バイアスの交流成分と現像バイアスの交流成分とが電気的に干渉することによって発生する干渉縞を軽減するために現像バイアスの交流成分周波数と帯電バイアスの交流成分周波数とを最適設定するが、帯電バイアスの交流成分周波数及び現像バイアスの交流成分周波数は、本来、感光ドラムの帯電特性や現像特性を最適化するために設定されるべきものである。したがって、上記各従来技術では、濃淡の縞や「すじむら」を軽減するために感光ドラムの帯電特性や現像特性をある程度犠牲にしなければならないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みたものであり、帯電バイアスと現像バイアスとの周波数差に起因する干渉縞を帯電バイアス及び現像バイアスとは切り離したかたちで低減することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、第１の解決手段として、所定の感光体を帯電バイアスを用いて帯電させる帯電装置と、該帯電した前記感光体を露光画像に基づいて露光する露光装置と、当該露光によって得られた静電潜像を現像バイアスを用いてトナー像に現像する現像装置と、当該トナー像を所定の記録媒体に転写する転写部とを備えた電子写真方式の画像形成装置であって、第１の周波数ｆ1の帯電用交流バイアスＴと第２の周波数ｆ2の現像用交流バイアスＧとを生成する交流バイアス発生回路と、帯電用直流バイアスと現像用直流バイアスとを生成する直流バイアス生成回路と、前記帯電用直流バイアスと前記帯電用交流バイアスＴとを合成して前記帯電バイアスを生成する帯電バイアス生成回路と、前記現像用直流バイアスと前記現像用交流バイアスＴとを合成して前記現像バイアスを生成する現像バイアス生成回路と、前記感光体における帯電用交流バイアスＴと現像用交流バイアスＧとの干渉波を検出する干渉波検出手段と、前記干渉波に起因する干渉縞を抑制する縞状の補正画像を生成する補正画像生成部と、前記補正画像と形成対象画像とを合成して前記露光画像を生成する露光画像生成部と、該干渉波検出手段の検出結果に基づいて前記補正画像生成部に補正画像生成指示信号を出力する制御部とを具備する、という手段を採用する。
【０００７】
また、第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、干渉波検出手段は、感光体とＧＮＤとの間に挿入された抵抗器と、該抵抗器の端子間電圧から帯電用交流バイアスＴと現像用交流バイアスＧとの差分周波数成分を抽出するフィルタとからなる、という手段を採用する。
【０００８】
第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、制御部から入力される切替信号に基づいて感光体とＧＮＤとの間への抵抗器の挿入／非挿入を択一的に切り替えるスイッチをさらに備える、という手段を採用する。
【０００９】
第４の解決手段として、上記第２または第３の解決手段において、制御部は、画像形成に先立つ所定の計測時のみに感光体とＧＮＤとの間に抵抗器を挿入するように切替信号をスイッチに出力することにより計測時のみに干渉波を検出させる、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、干渉波検出手段の検出結果に基づいて補正画像生成部が補正画像を生成し、このような補正画像を形成対象画像と合成して露光画像を生成するので、干渉波に起因して発生する干渉縞を第１、第２の周波数ｆ1，ｆ2とは切り離したかたちで低減することができると共に、帯電用交流バイアスの周波数（第１の周波数ｆ1）及び現像用交流バイアスの周波数（第２の周波数ｆ2）の各々を本来の機能（帯電機能及び現像機能）のみを考慮して最適化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、種々の方式の画像形成装置のうち電子写真方式を採用する複写機に関するものである。
【００１２】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る複写機Ａの要部構成を示すブロック図である。図示するように、本複写機Ａは、画像読取部１、画像処理部２、操作部３、制御部４、補正画像生成部５、露光画像生成部６、露光装置７、交流バイアス発生回路８、直流バイアス発生回路９、帯電バイアス生成回路１０、現像バイアス生成回路１１、帯電装置１２、感光ドラム１３、現像装置１４、転写部１５、クリーニング部１６、検出抵抗器１７及びフィルタ１８を備えている。
【００１３】
画像読取部１は、ＡＤＦ（自動原稿送り装置）とラインセンサ等を備え、ＡＤＦによって順次給紙される原稿の画像（原稿画像）をラインセンサで読み取って画像処理部２に出力する。画像処理部２は、操作部３から入力された操作指示に基づいて上記画像読取部１から入力される原稿画像（光の三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のビットマップ画像）に所定の画像処理を施すと共に、当該画像処理後の原稿画像を画像形成用トナーの色（例えば黒（Ｋ）、シアン（ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））からなる画像形成用画像に画像変換して露光画像生成部６に出力する。
【００１４】
操作部３は、原稿画像の複写に関するユーザの各種操作指示を受け付けて制御部４に出力する。制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等からなり、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより本複写機Ａの全体動作を制御する。例えば、制御部４は、複写開始の操作指示が操作部３から入力されると、フィルタ１８から入力される干渉波信号に基づいて補正画像生成指示信号を補正画像生成部５に出力することにより、補正画像生成部５に干渉波に応じた補正画像を生成させる。このような補正画像の生成は、本複写機Ａの特徴点であり、詳細については後述する。
【００１５】
補正画像生成部５は、上記補正画像生成指示信号に基づいて上記干渉波に起因する干渉縞を低減するような縞状の補正画像を生成して露光画像生成部６に出力する。露光画像生成部６は、複写対象画像として画像処理部２から入力された画像形成用画像を上記補正画像生成部５から入力された補正画像によって補正処理した画像を露光画像として生成して露光装置７に出力する。露光装置７は、上記露光画像生成部６から入力された露光画像に基づいて露光光（レーザ光）を生成し、この露光光を帯電装置１２によって帯電状態にされた感光ドラム１３表面に照射することによって静電潜像を形成（露光）する。
【００１６】
交流バイアス発生回路８は、第１の周波数ｆ1の帯電用交流バイアスと第２の周波数ｆ2の現像用交流バイアスとを生成し、帯電用交流バイアスを帯電バイアス生成回路１０に、また現像用交流バイアスを現像バイアス生成回路１１に出力する。より詳細には、交流バイアス発生回路８は、発振回路が発生する基準周波数ｆＯの基準クロック信号を帯電用分周回路で分周することにより第１の周波数ｆ1の帯電用クロック信号を生成する一方、上記基準クロック信号を現像用分周回路で分周することにより第２の周波数ｆ2の現像用クロック信号を生成し、このように発生した帯電用クロック信号に基づいて第１の周波数ｆ1と同一周波数、かつ、高電圧の帯電用交流バイアスを、また第２の周波数ｆ2と同一周波数、かつ、高電圧の現像用交流バイアスをそれぞれ生成する。
【００１７】
直流バイアス発生回路９は、帯電用直流バイアス及び現像用直流バイアスを生成し、帯電用直流バイアスを帯電バイアス生成回路１０に、また現像用直流バイアスを現像バイアス生成回路１１に、また転写用直流バイアスを生成して転写部１５にそれぞれ出力する。帯電バイアス生成回路１０は、上記帯電用交流バイアスと帯電用直流バイアスとを重畳（合成）することにより交流成分と直流成分とからなる帯電バイアスを生成して帯電装置１２に出力する。現像バイアス生成回路１１は、上記現像用交流バイアスと現像用直流バイアスとを重畳（合成）することにより交流成分と直流成分とからなる現像バイアスを生成して現像装置１４に出力する。
【００１８】
帯電装置１２は、感光ドラム１３に上記帯電バイアスを印加することにより感光ドラム１３の表面（周面）を全体として均一に帯電させる。なお、上記帯電用交流バイアスの振幅及び周波数（第１の周波数ｆ1）並びに帯電用直流バイアスの電圧は、予め設定された固定値であり、上述した干渉縞を考慮することなく、帯電装置１２における帯電性能を最適化するように各々の値が設定されている。感光ドラム１３は、回転自在に支持された円筒状部材であり、周知のように表面（周面）が所定の感光材で構成されている。
【００１９】
現像装置１４は、上記現像バイアスを用いて静電潜像が形成された感光ドラム１３の表面（周面）にトナー粉を電着させることによって静電潜像をトナー像として現像するものである。なお、上記現像用交流バイアスの振幅及び周波数（第２の周波数ｆ2）並びに現像用直流バイアスの電圧は、上記帯電用交流バイアス及び帯電用直流バイアスと同様に予め設定された固定値であり、上述した干渉縞を考慮することなく、現像装置１４における現像性能を最適化するように各々の値が設定されている。
【００２０】
転写部１５は、転写ベルトや用紙等の記録媒体を搬送する搬送装置等から構成されており、感光ドラム１３の表面（周面）に表面に形成されたトナー像を直流バイアス発生回路９から入力された転写用直流バイアスを用いて記録媒体に転写させるものである。クリーニング部１６は、上記転写部１５による転写後に感光ドラム１３の表面（周面）に残留しているトナー粉を除去（清掃）するクリーニングブレードである。
【００２１】
検出抵抗器１７は、感光ドラム１３と本複写機ＡのＧＮＤ（接地電位）との間に挿入された比較的小さな抵抗値の抵抗器であり、一端がフィルタ１８及び感光ドラム１３の内周面に接続され、他端がＧＮＤに接続（つまり接地）されている。フィルタ１８は、上記検出抵抗器１７の端子間電圧から帯電用交流バイアスと現像用交流バイアスとの差分周波数成分のみを抽出して干渉波信号として制御部４に出力するものであり、直流成分を遮断するコンデンサと上記差分周波数成分を通過させるローパスフィルタによって構成されている。
【００２２】
次に、このように構成された本複写機Ａの動作について、図２をも参照して詳しく説明する。
【００２３】
本複写機Ａは、ユーザが操作部３を操作することにより原稿の読み取り及び複写を指示すると、この操作指示に基づいて制御部４が各部を制御することにより画像読取部１が読み取った原稿画像を画像形成する。この画像形成は、帯電バイアス生成回路１０が生成した帯電バイアスを用いて帯電装置１２が感光ドラム１３を均一に帯電させ、露光装置７が当該帯電した感光ドラム１３の表面（周面）を露光画像に基づいて露光し、現像装置１４が上記露光によって感光ドラム１３の表面（周面）に形成された静電潜像を現像バイアス生成回路１１から供給された現像バイアスを用いてトナー像に現像し、さらに転写部１５によって上記トナー像を紙等の記録媒体に転写することによって行われる。
【００２４】
ここで、上記帯電バイアスに含まれる帯電用交流バイアスと上記現像バイアスに含まれる現像用交流バイアスとが感光ドラム１３上で干渉することにより、記録媒体上に形成（複写）された原稿画像には、上記帯電用交流バイアスと現像用交流バイアスとの干渉波、つまり第１の周波数ｆ1と第２の周波数ｆ2との差分周波数成分に応じた干渉縞が現れるが、本複写機Ａは、この干渉縞を以下のように抑制する。
【００２５】
すなわち、感光ドラム１３とＧＮＤ（接地電位）との間に挿入された検出抵抗器１７の両端には干渉波に応じた電流が流れるので、検出抵抗器１７の端子間電圧は干渉波の変化を含む検出信号となる。フィルタ１８は、このような検出信号から干渉縞を発生させる上記差分周波数成分のみを干渉波信号として制御部４に出力する。この干渉波信号は、図２に示すように、実線矢印で示すように帯電用交流バイアスと上記現像バイアスとが同位相となるタイミングで強度が大きくなり、破線矢印で示すように両者が逆位相となるタイミングで強度が最小となる干渉波の変化、つまり帯電用交流バイアスと現像バイアスとの差分周波数に相当する干渉縞の強度変化を示すものである。
【００２６】
制御部４は、このような干渉波信号がフィルタ１８から入力されると、当該干渉波信号を含む補正画像生成指示信号を補正画像生成部５に出力する。補正画像生成部５は、この補正画像生成指示信号に基づいて上記干渉縞と逆位相関係となる補正画像（縞状画像）を生成する。この補正画像（縞状画像）は、露光画像生成部６において画像処理部２から入力された複写対象画像と合成される。この画像合成の結果生成された露光画像は、干渉縞を軽減させるように補正画像（縞状画像）によって複写対象画像を修正したものである。このような露光画像による露光光によって感光ドラム１３上に静電潜像を形成することによって、干渉縞の影響を帯電用交流バイアスの周波数（第１の周波数ｆ1）及び現像用交流バイアスの周波数（第２の周波数ｆ2）とは切り離したかたちで低減することができる。
【００２７】
したがって、本実施形態によれば、帯電用交流バイアスの周波数（第１の周波数ｆ1）及び現像用交流バイアスの周波数（第２の周波数ｆ2）の各々を本来の機能（帯電機能及び現像機能）のみを考慮して最適化しつつ、帯電用交流バイアス及び現像用交流バイアスに起因して発生する干渉縞を効果的に低減することができる。
【００２８】
〔第２実施形態〕
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。
図３は、本第２実施形態に係る複写機Ｂの要部構成を示すブロック図である。この図に示すように、複写機Ｂは、上述した第１実施形態に係る複写機Ａにスイッチ１９を付加し、当該スイッチ１９を制御部４から供給される切替信号によって作動させるようにしたものである。
【００２９】
制御部４は、実際の画像形成時に感光ドラム１３をＧＮＤに直接接続するようにスイッチ１９を制御する一方、上記画像形成に先立つ一定時間（干渉波検出期間）に亘って感光ドラム１３とＧＮＤとの間に検出抵抗器１７を挿入するようにスイッチ１９を制御する。そして、制御部４は、上記干渉波検出期間において、フィルタ１８から入力される干渉波信号を順次取り込んで干渉波の強度変化を順次取り込み、当該干渉波の強度変化に基づいて干渉波検出期間後における画像形成時の干渉波の強度変化を推定する。そして、制御部４は、画像形成時の干渉波の強度変化の推定情報を含む補正画像生成指示信号を補正画像生成部５に出力することにより干渉縞と逆位相関係となる補正画像を生成させる。
【００３０】
干渉波は、上述したように第１の周波数ｆ1と第２の周波数ｆ2の差分周波数に相当する繰り返し周波数を有する連続波なので、制御部４は、干渉波検出期間の干渉波の強度変化に基づいて画像形成時の干渉波の強度変化を容易に推定することができる。
【００３１】
このような複写機Ｂによっても、上述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本第２実施形態によれば、実際の画像形成時には感光ドラム１３とＧＮＤとの間に検出抵抗器１７が挿入されないので、検出抵抗器１７の挿入による不具合（感光ドラム１３の電位変動等）を解消することができる。第１実施形態では、検出抵抗器１７に比較的小さな抵抗値の抵抗器を用いることにより検出抵抗器１７の挿入による不具合を最小限に抑制しているが、本第２実施形態では、実際の画像形成時に検出抵抗器１７が挿入されないので、検出抵抗器１７の挿入による不具合を完全に解消することができる。
【００３２】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では感光ドラム１３とＧＮＤとの間に検出抵抗器１７を挿入することにより、干渉波の強度変化を検出するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明における干渉波検出手段は、検出抵抗器１７を用いるものに限定されない。
【００３３】
（２）上記実施形態では干渉波に関する情報を制御部４を介して補正画像生成部５に提供するようにしたが、特に第１実施形態においては、制御部４を介することなく干渉波信号をフィルタ１８から補正画像生成部５に直接供給するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる複写機Ａの要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係わる複写機Ａにおける干渉縞の補正原理を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係わる複写機Ｂの要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ…複写機、１…画像読取部、２…画像処理部、３…操作部、４…制御部、５…補正画像生成部、６…露光画像生成部、７…露光装置、８…交流バイアス発生回路、８ａ…発振回路、８ｂ…帯電用分周回路、８ｃ…現像用分周回路、８ｄ…帯電用交流バイアス生成回路、８ｅ…現像用交流バイアス生成回路、９…直流バイアス発生回路、１０…帯電バイアス生成回路、１１…現像バイアス生成回路、１２…帯電装置、１３…感光ドラム、１４…現像装置、１５…転写部、１６…クリーニング部、１７…検出抵抗器、１８…フィルタ
【図１】
0005205025.tif 000002
【図２】
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【図３】
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